高中物理:α衰變、β衰變規律對照表

1、α衰變、β衰變規律對照表

衰變類型

α衰變

β衰變

衰變方程

衰變的實質

某元素的原子核同時放出由兩個質子和兩個中子組成的氦核

是元素的原子核內的一個中子變成質子時放射出一個電子

特點

每發生一次α衰變，新元素與原元素相比較，核電荷數減小2，質量數減少4

每發生一次β衰變，新元素與原元素相比較，核電荷數增加1，質量數不變

衰變規律

電荷數守恆、質量數守恆

 

2、α衰變、β衰變次數確定的方法

（1）基本依據：核反應中的電荷數守恆、質量數守恆。

（2）方法：設放射性元素X經過m次α衰變和n次β衰變後，變成穩定的新元素Y，則表示該核反應的方程為，根據電荷數守恆、質量數守恆可列出方程

由以上式子可解得因而可以確定α衰變、β衰變次數，實質上是可以歸結為求解一個二元一次方程組。

例1、釷經過一系列α和β衰變，變成（鉛），下列說法正確的是（    ）

A.鉛核比釷核少8個質子

B.鉛核比釷核少16個中子

C.共經過4次α衰變和6次β衰變

D.共經過6次α衰變和4次β衰變

解析：由原子核符號的意義，很容易判定AB正確。至於各種衰變的次數，由於β衰變不會引起質量數的減少，故可先根據質量數的減少確定α衰變的次數為（次）

再結合核電荷數的變化情況和衰變規律來判β衰變的次數y應滿足所以（次），即D正確。答案ABD。

例2、鈾（）經過α、β衰變形成穩定的鉛（），問在這一變化過程中，共轉變為質子的中子數是（    ）

A.6

B.14

C.22

D.32

解析：衰變為，需經過8次α衰變和6次β衰變，每經過一次β衰變就會有一個中子轉變為質子，同時放出一個電子，所以共有6個中子轉化為質子。答案A。

例3、如圖所示，兩個相切的圓表示一個靜止原子核發生某種核變化後，產生的兩種運動粒子在勻強磁場中的運動軌跡，可能的是（    ）

A.原子核發生了α衰變

B.原子核發生了β衰變

C.原子核放出了一個正電子

D.原子核放出了一個中子

分析：本題僅僅只是判斷衰變的種類，而沒有判斷軌跡是屬於哪種粒子的。處於靜止狀態時的原子核發生的衰變，它們的動量大小相等，而新核的電量一般遠大於粒子（α、β）的電量，又在同一磁場中，由洛倫茲力提供向心力，其運動的半徑，此式的分子是相等的，分母中電量大的半徑小，電量小的半徑大。所以，一般情況下，半徑小的是新核的軌跡，半徑大的是粒子（α、β或正電子）的軌跡。

解析：兩個相切的圓表示在相切點處是靜止的原子核發生了衰變，無外力作用，動量守恆，說明原子核發生衰變後，新核與放出的粒子速度方向相反，若是它們帶相同性質的電荷，則它們所受的洛倫茲力方向相反，則軌道應是外切圓，若它們所帶電荷性質不同，則它們的軌道應是內切圓。圖示的軌跡說明放出了正電荷，所以可能是α衰變或放出了一個正電子，故AC正確。